در مناطق مختلف زمین، آب و هوا دائما در حال تغییر است. این فرآیند که در اصطلاح علمی به آن «تنوع اقلیمی» (Climate variability) گفته می‌شود کاملا طبیعی است. در شرایط عادی، تنوع اقلیمی باعث بروز تغییراتی در وضعیت متوسط متغیرهای جوی (مانند دما و بارندگی) در همه مقیاس‌های مکانی و زمانی، فراتر از وقایع منفرد جوی، می‌شود. حال اگر تنوع اقلیمی ماندگار بوده و به طور «اصولی» باعث تغییر در ویژگی‌های میانگین پارامترهای جوی در مقیاس‌های زمانی بیش از ۱۰ سال شود، «تغییرات اقلیمی» گفته می‌شود. تغییرات اقلیمی می‌تواند از فعالیت‌های انسانی ناشی شود و یا به عنوان بخشی از یک فرایند طبیعی ایجاد گردد. اما پژوهشگران بر این باورند که تغییرات اقلیمی عصر حاضر مستقیما ناشی از فعالیت‌های صنعتی انسان‌هاست.
 |
| بودجه سالانه انرژی زمین / منبع |
زمین و سیستم‌های جوی تقریبا تمام انرژی خود را از خورشید دریافت می‌کنند. در حالت عادی بخش عمده‌ای از این انرژی پیش از ورود به جو و یا پس از گردش در سیستم‌های جوی-سطحی به فضا بازتابانده می‌شود. اما گازهای گلخانه‌ای مانند دی‌اکسیدکربن که خاصیت اختلاطی بالایی با گازهای دیگر دارند باعث می‌شوند که بخش عمده‌ای از این انرژیِ در حال فرار، در درون سیستم‌های جوی و اقیانوسی محبوس شده و در زمین باز توزیع شود. در نهایت میزان انرژی ورودی و خروجی و نحوه گردش انرژی در زمین، «بودجه انرژی زمین» را تعیین می‌کند. با این تعریف، به باور اقلیم‌شناسان، بودجه انرژی زمین به دلیل فعالیت‌های بشری از جمله آزادسازی مقادیر بی‌سابقه گازهای گلخانه‌ای در جو از تعادل خارج شده است، به این صورت که نسبت «فرار انرژی از زمین به فضا» به «ورود انرژی به زمین از طرف خورشید» کاهش پیدا کرده است.
یک مطالعه که در سال ۲۰۱۴ از طرف سازمان ناسا منتشر شد با ارائه شواهد مستقیم نشان می‌دهد که آنچه چندین دهه به عنوان شواهد غیرمستقیم در تایید نقش انسان‌ها در بروز گرمایش زمین ارائه شده کاملا موثق و معتبر است. در این مطالعه نحوه توزیع گازهای گلخانه‌ای در جو زمین مدلسازی شده است؛ گازهایی مانند دی‌اکسیدکربن که از عوامل اصلی گرمایش جهانی هستند و به شکل نوسانی در جو زمین در طول سال تغییر می‌کنند. مدلسازی ناسا نشان می‌دهد که بیشترین میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای از مناطقی است که از تراکم جمعیتی بالاتری برخوردارند. از آنجا که تراکم جمعیت در نیمکره شمالی بیشتر از نیمکره جنوبی است، به طبع، منابع انتشار گازهای گلخانه‌ای نیز عمدتا در این نیمکره متمرکز شده‌اند. مدلسازی‌ها همچنین نشان می‌دهد که گازهای گلخانه‌ای پس از رها شدن از منبع انتشار خود در نیمکره شمالی، ابتدا به تدریج در اتمسفر سرتاسر این نیمکره پخش شده و سپس به اتمسفر نیمکره جنوبی نیز گسترش می‌یابند. نوسانات دی‌اکسیدکربن در جو زمین در طول یک سال در مدلسازی انجام شده همچنین به وضوح نشان می‌دهد که بیشتر منابع انتشار گازهای گلخانه‌ای، از فعالیت‌های انسانی در نیمکره شمالی ناشی می‌شود که خود مستدل‌ترین دلیل بر ادعای دانشمندان مبنی بر نقش انسان‌ها در ایجاد تغییرات اقلیمی در عصر حاضر است.
در عین حال بایستی این نکته را یادآور شد
که تغییرات اقلیمی خود تهدید اصلی نمی‌باشد
و نگرانی دانشمندان از «سرعت و نرخ ایجاد این تغییرات» است. نگاهی به دلایل و نحوه
وقوع انقراض‌های جمعی گونه‌های زیستی در گذشته این موضوع را تایید می‌کند که تغییرات
ناگهانی اقلیمی می‌تواند باعث وقوع انقراض‌های جمعی بسیاری از گونه‌های جانوری شود.
در پایان بایستی به دو نکته‌ی اساسی اشاره کرد. نخست آنکه شاید انسان‌ها توانایی سازگاری با تغییرات ناگهانی را داشته باشند، اما به دلیل ساختار اقتصاد جهانی و نقش معیارهایی که در دنیای امروز برای محاسبه نرخ رشد اقتصادی کشورها تعریف شده است، طبقه سرمایه‌دار متاسفانه نقش مخربی در انطباق سرعت سازگار شدن انسان‌ها با سرعت وقوع تغییرات اقلیمی دارد. از طرفی، مطالعات بسیاری در حال حاضر در بسیاری از کشورهای صنعتی در جریان است تا نحوه ایجاد این سازگاری تعیین و تعریف شود. اما پافشاری انسان‌ها بر ادامه استفاده از سوخت‌های فسیلی و آنچه که می‌توان از آن (به شکل فلسفی) به عنوان سرشت انتقام جوی طبیعت یاد کرد، هزینه سازگاری با تغییرات اقلیمی را در بسیاری از کشورها بالا برده است. ضمن آنکه این اشتباه است اگر فرض کنیم که صرفا با اتکا به دانسته‌هایمان این توانایی را خواهیم داشت که خود را با تمام تاثیرات منفی تغییرات اقلیمی که به سرعت در حال وقوع می‌باشند سازگار کنیم.
